巖土工程問題安全性的預(yù)報與控制

前言

本書是專著《巖土工程問題的反演理論與工程實踐》的姐妹篇，旨在介紹作者們近10多年來在反分析方法及其工程應(yīng)用領(lǐng)域繼續(xù)開展研究所取得的成果?！稁r土工程問題的反演理論與工程實踐》著重介紹在巖石力學(xué)與工程領(lǐng)域開展研究所取得的成果，主要是結(jié)合水電站地下廠房等的建設(shè)建立的反分析方法，其中包括初始地應(yīng)力的反分析計算、圍巖特性參數(shù)的確定，以及借助由反分析計算得到的結(jié)果對洞室開挖后圍巖地層的變形及其穩(wěn)定性進行的預(yù)報計算等。本書則主要介紹結(jié)合工程應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬建立的反分析方法，涉及領(lǐng)域主要是土力學(xué)和基礎(chǔ)工程的設(shè)計與施工，以及在滲流耦合作用影響下的軟巖地層中的隧道工程。工程應(yīng)用方面，則是將研究目標(biāo)設(shè)定為根據(jù)施工監(jiān)測所得到的結(jié)果，借助反分析計算對工程建設(shè)研究建立實現(xiàn)信息化設(shè)計、信息化施工和安全性的動態(tài)預(yù)報與控制的途徑、理論與方法。自20世紀80年代后期起，隨著經(jīng)濟建設(shè)的騰飛，我國在城市、交通、礦山、水利和水電資源開發(fā)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)得到了快速發(fā)展，其中尤其是城市建設(shè)和交通建設(shè)的發(fā)展，更因其與人們的日常生活密切相關(guān)而備受世人矚目。工程建設(shè)的快速發(fā)展使巖土工程的設(shè)計、施工技術(shù)均面臨許多新課題，因為巖土地層對地面建筑結(jié)構(gòu)來說是支撐基礎(chǔ)的地基，隧道及地下工程更是直接在地層中建造，由此使其工程地質(zhì)特征對各類建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選型及施工方法的合理選擇必然會起制約作用。一般說來，對于隧道和地下工程的設(shè)計與施工人們已經(jīng)積累有豐富的經(jīng)驗，然而由于巖土地層自身性質(zhì)所具有的復(fù)雜性，而且在市區(qū)工程建設(shè)中對環(huán)境保護的要求較高，再加上巖土工程的建設(shè)規(guī)模越來越大、技術(shù)難度越來越高，以及對一些復(fù)雜工程問題的處理缺乏經(jīng)驗等原因，近10多年來在工程施工中安全事故時有發(fā)生。例如，深基坑開挖施工中橫向支撐和側(cè)向圍護結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞，或者因周圍地層變形過大從而導(dǎo)致附近房屋及地下管道產(chǎn)生移位或開裂；盾構(gòu)隧道或頂管管道施工中，由盾構(gòu)推進或管道頂進導(dǎo)致地面隆沉而引起的附近建筑物、構(gòu)筑物的損壞；高速公路建設(shè)中軟土路基的過量沉降或車輛行駛易于遭遇的橋頭跳車；巖石隧道在穿越斷層破碎帶時易于塌方，穿越巖溶地帶時易于遭遇突水涌泥并導(dǎo)致災(zāi)難性事故發(fā)生等。

內(nèi)容概要

本書是專著《巖土工程問題的反演理論與工程實踐》的姐妹篇，主要介紹結(jié)合工程應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬建立的反分析理論與方法，涉及領(lǐng)域主要是土力學(xué)和基礎(chǔ)工程的設(shè)計與施工，以及滲流耦合作用影響下的軟巖地層中的隧道工程。全書共十章。第一章為緒論，主要介紹本書研究成果的特點；第二章至第七章介紹了結(jié)合典型工程的信息化設(shè)計與施工建立的實現(xiàn)安全性預(yù)報與控制的分析理論與方法，其中第二章為軟土地區(qū)的深基坑工程，第三章、第四章為軟土地層中的盾構(gòu)隧道和管道頂進工程，第五章為高速公路軟基工程，第六章為巖土工程應(yīng)力滲流耦合作用的分析，第七章為山嶺隧道的信息化設(shè)計與施工；第八章和第九章介紹對位移反分析建立的新方法，其中第八章用于考慮地層性態(tài)的隨機性特征，第九章則主要介紹采用智能原理等形成的算法；第十章對位移反分析方法研究的發(fā)展方向發(fā)表了作者的見解。    本書可供建筑、鐵道、公路、礦山、水利水電、市政建設(shè)及其他部門從事地下工程設(shè)計、施工和研究工作的工程技術(shù)人員參考，也可作為地下結(jié)構(gòu)或巖土工程專業(yè)研究生的教材，以及地下建筑、隧道與地下鐵道、水工結(jié)構(gòu)和礦山井巷等專業(yè)大學(xué)生的參考用書。

書籍目錄

前言第一章 緒論  1-1 工程建設(shè)面臨的巖土工程問題  1-2 巖土工程的信息化施工和安全性的預(yù)報    1-2-1 巖土工程的信息化施工    1-2-2 巖土工程安全性的預(yù)報    1-3 巖土工程的信息化設(shè)計與安全性的控制    1-3-1 巖土工程的信息化設(shè)計    1-3-2 巖土工程安全性的控制  1-4 反演理論的研究及其在工程應(yīng)用中的發(fā)展  1-5 本書主要內(nèi)容  參考文獻第二章 基坑工程變形的動態(tài)預(yù)報及其安全性的控制  2-1 概述  2-2 計算模型與時空效應(yīng)的模擬    2-2-1 圍護結(jié)構(gòu)受力變形分析的彈性地基梁法    2-2-2 圍護結(jié)構(gòu)與周圍地層受力變形分析的二維平面應(yīng)變問題有限元方法    2-2-3 圍護結(jié)構(gòu)受力變形分析的黏彈性地基厚板理論    2-3 水土壓力及土體性態(tài)參數(shù)確定的反分析方法    2-3-1 彈性地基梁法的參數(shù)    2-3-2 二維平面應(yīng)變問題分析的有限元方法的參數(shù)    2-3-3 黏彈性地基厚板理論的模型參數(shù)  2-4 量測數(shù)據(jù)趨勢項的提取  2-5 基坑工程變形的動態(tài)預(yù)報及安全性的判別    2-5-1 動態(tài)預(yù)報過程    2-5-2 基坑工程安全性的判別  2-6 基坑工程監(jiān)測方案的優(yōu)化與安全性的控制    2-6-1 基坑工程施工監(jiān)測的優(yōu)化方案    2-6-2 基坑工程安全性的控制  2-7 工程應(yīng)用實例    2-7-1 彈性地基梁模型    2-7-2 二維平面應(yīng)變問題有限元分析模型    2-7-3 黏彈性地基厚板理論模型  參考文獻第三章 盾構(gòu)隧道的設(shè)計和安全性的預(yù)報與控制  3-1 概述  3-2 盾構(gòu)隧道的設(shè)計計算模型    3-2-1 盾構(gòu)隧道設(shè)計計算方法的進展    3 2-2 慣用設(shè)計法    3-2-3 修正慣用法    3-2-4 梁一接頭變形連續(xù)法    3 2-5 梁接頭變形不連續(xù)法    3-2-6 管片環(huán)間縱向剪切模型    3-2-7 地層抗力與接頭剛度非對稱性的模擬    3-2-8 考慮施工荷載的襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計方法  3-3 盾構(gòu)隧道施工過程的動態(tài)模擬    3 3-1 概述    3-3-2 初始地應(yīng)力的計算    3-3-3 開挖釋放力的計算    3-3-4 地層彈塑性模型和Goodman接觸模型    3-3 5 盾構(gòu)隧道的施工階段    3-3-6 施工階段的動態(tài)有限元模擬    3-4 大直徑近間距雙線越江盾構(gòu)隧道施工相互影響規(guī)律和控制技術(shù)    3-4-1 概述    3-4-2 近間距盾構(gòu)隧道施工相互影響規(guī)律的研究方法    3-4-3 近間距雙線盾構(gòu)隧道施工相互影響的控制技術(shù)  3-5 基于荷載一結(jié)構(gòu)法的荷載反分析技術(shù)  3-6 基于地層一結(jié)構(gòu)法的地層參數(shù)反分析技術(shù)  3-7 工程實例    3-7-1 慣用設(shè)計法計算實例    3-7 2 梁一接頭變形連續(xù)模型法計算實例      3-7-3 考慮注漿施工荷載工況組合的設(shè)計計算    3-7-4 盾構(gòu)隧道施工過程的模擬實例    3-7-5 襯砌荷載反饋分析實例  3-8 近問距雙線盾構(gòu)隧道施工相互影響分析實例  ……第四章 頂管工程安全性監(jiān)測和信息化施工第五章 公路軟基沉降的監(jiān)測和預(yù)報第六章 巖土工程問題的各向異性滲流耦合分析與安全性預(yù)報第七章 山嶺隧道的設(shè)計和安全性的預(yù)報與控制第八章 安全性監(jiān)測的隨機反分析與隨機預(yù)報第九章 優(yōu)化反分析方法的進展第十章 反演理論與安全性預(yù)報和控制研究的發(fā)展方向

章節(jié)摘錄

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